KR101886815B1 - 반부력 지지형 고정식 해상공항 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반부력 지지형 고정식 해상공항에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교각이 수면 아래에 완전히 잠기도록 교각의 하단부를 해저면에 고정 설치하고, 교각의 상부에는 상측의 비행갑판과 하측의 푼툰(pontoon)이 다수개의 지지기둥에 의해 간격을 두고 결합되는 비행갑판 결합체를 착탈가능하게 설치하되, 비행갑판은 수면 위로 노출되고 하측의 푼툰은 평형수의 주입량에 따라 교각 상부에 얹혀놓거나, 폭풍우가 예상 될 때는 푼툰 내부의 평형수를 다시 배수하여 비행갑판 결합체를 부상시켜 교각에서 분리하여 안전한 항구 내에 계류를 시키거나 외항에 앵커(Anchor) 계류 또는 안전한 수중에 가라앉혀 피신 할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 통해 기존의 피신 할 수 없어 설치 해역에서 발생 가능한 100~200년 기간 주기의 폭풍을 강도설계기준으로 정하는 통상의 고정식 해상구조물과는 다르게 설치 해역에서 발생 가능한 10년 기간 주기의 완화된 폭풍을 강도설계기준이 적용 가능하여 구조물의 경제적 설계가 가능하게 된다.
본 발명은 하측의 기초받침대(11)는 해저면(1)에 고정 설치되고 상부는 수면(2) 아래의 수중(3)에 잠기는 다수개의 교각(10)이 해저면(1)에 간격을 두고 설치되며;
상기 교각(10)의 상부에는 서로 연결하여 활주로를 포함한 해상구조물이 되는 다수개의 비행갑판 결합체(40)를 착탈 가능하게 안착 설치하되, 이 비행갑판 결합체(40)는 수면(2) 위로 노출되게 설치되는 비행갑판(30)과, 부력 조정에 의해 교각(10)의 상부에 착탈 가능하게 안착 설치되는 푼툰(20)과, 비행갑판(30)과 푼툰(20)의 사이에 결합 설치되는 다수의 지지기둥(36)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

반부력 지지형 고정식 해상공항{Semi-Buoyancy Assisted Fixed Marine AirPort}

본 발명은 반부력 지지형 고정식 해상공항에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교각 전체가 수면 아래에 잠기도록 교각의 하단부를 해저면에 고정 설치하고, 교각의 상부에는 요구되는 전체 활주로 길이를 조선소에서 건조 가능한 적절한 길이 단위로 분할되어 교각의 상부에서 다시 결합되어 전체 활주로 길이를 완성하는 비행갑판 결합체는 상측 비행갑판과 하측의 푼툰(pontoon)이 다수개의 지지기둥에 의해 간격을 두고 결합되어 교각의 상부에 착탈 가능하게 설치하되, 비행갑판은 수면 위로 노출되고 하측의 푼툰은 평형수의 주입량에 따라 교각 상부에 얹혀놓거나, 설계 기준 이상의 폭풍우가 예상 될 때는 푼툰 내부의 평형수를 다시 배수하여 비행갑판 결합체를 부상시켜 교각에서 분리하여 안전한 항구 내에 계류를 시키거나 외항에 앵커(Anchor) 계류 또는 안전한 수중에 가라앉혀 피신 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

종래의 해상공항은 특허등록 제10-1693422호(발명의 명칭 : 부유식 해상공항)로 등록되어 특허공보에 의해 알려지고 있다.

상기 종래발명은 해저면에 고정 배치되는 봉 형상의 고정구조체, 해상에 부유하도록 부력을 가지는 블록구조물 형태의 메인부유체, 고정구조체와 메인부유체를 연결하여 메인부유체를 해상에 고정시키는 와이어나 체인 등의 연결수단, 메인부유체의 상부에 설치되어 항공기의 이착륙이 이루어지는 활주로, 메인부유체에 연결 설치되어 메인부유체의 위치를 제어하는 위치제어수단, 메인부유체에 연결 설치되어 해상의 파랑을 흡수하여 메인부유체를 평형상태로 유지시키는 동요억제수단을 포함하는 부유식 해상공항에 관한 것이다.

상기 종래의 부유식 해상공항은, 통형태로 내부에 공간부가 형성되어 부력을 가지는 메인부유체를 물위에 띠우고, 메인부유체의 가운데나 외곽에 봉 형상을 가지는 기둥구조물로 되는 고정구조체의 하단부가 해저면에 고정되며, 이러한 고정구조체와 메인부유체를 와이어나 체인 등의 연결수단으로 연결 설치한 것이다.

상기 종래발명을 간단하게 다시 설명한다면 항공모함과 같은 대형 부유구조물(메인구조체)을 물위에 띠우고 해저면에 박아놓은 말뚝(고정구조체)과 부유구조물을 체인이나 와이어 등의 연결수단으로 연결한 것이다.

따라서, 종래발명은 메인구조체가 항공모함과 같은 대형 부유구조물이기 때문에 작은 물결에는 흔들리지 않으나, 폭풍우와 같이 거대한 파도와 거센 폭우가 몰아 칠 때는 수면 위로 노출된 메인구조체가 거센 폭풍우에 부딪치면서 심하게 흔들릴 수밖에 없는 구조적인 문제가 있다.

위와 같은 종래발명은 위와 같은 문제를 감안하여 블록구조물로 된 메인구조체의 외측벽 둘레에 복수의 통공을 형성하였으나, 메인구조체의 외측벽 둘레에 거대한 폭풍우가 부딪칠 수밖에 없으며, 그로 인하여 메인부유체가 흔들리게 되어 메인부유체의 상면에 설치된 활주로에 비행기가 안전하게 안착할 수가 없는 문제가 있었다.

특허등록 제10-1693422호(발명의 명칭 : 부유식 해상공항)

본 발명은 교각 전체가 수면 아래에 잠기도록 교각의 하단부를 해저면에 고정 설치하고, 교각의 상부에는 상측 비행갑판과 하측의 푼툰(pontoon)이 다수개의 지지기둥에 의해 간격을 두고 결합되는 비행갑판결합체를 착탈 가능하게 설치하여, 비행갑판은 수면 위로 노출되고 하측의 푼툰은 평형수의 주입량에 따라 교각 상부에 얹혀놓거나, 설계 기준 이상의 폭풍우가 예상될 때는 푼툰 내부의 평형수를 다시 배수시켜 비행갑판 결합체를 부상시켜 교각에서 분리하여 안전한 항구 내에 계류를 시키거나 외항에 앵커(Anchor) 계류 또는 안전한 수중에 가라앉혀 대피할 수 있도록 하여 설계기준 보다는 약하지만 파도가 높이가 10미터 내외만큼 높은 경우에도 그 파도들이 상부 비행갑판과 하부의 푼툰 사이에서 갑자기 수심이 얕아져 파고가 증가하고 파도주기가 짧아지며, 파도가 진행방향으로 무너져서 물의 흐름으로 변하는 쇄파효과로 인해 부서진 파도가 다수의 지지기둥 사이로 통과하여 비행갑판 결합체의 흔들림을 없게 하고, 설계기준 이상의 폭풍이 예상 될 때는 푼툰 내부의 평형수를 다시 배수시켜 비행갑판 결합체를 교각에서 분리시킨 뒤에 안전한 항구 내에 계류를 시키거나 외항에 앵커(Anchor) 계류 또는 안전한 수중에 가라앉혀 대피해서 폭풍우로 인하여 비행갑판 결합체가 손상되는 것을 예방할 수 있도록 하는 것을 통해 기존의 대피할 수 없어 설치 해역에서 발생 가능한 100~200년 기간 주기의 폭풍을 강도설계기준으로 정하는 통상의 고정식 해상구조물과는 다르게 설치 해역에서 발생 가능한 10년 기간 주기의 완화된 폭풍을 강도설계기준에 적용 가능하여 구조물의 경제적 설계가 가능한 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하측의 기초받침대는 해저면에 고정 설치되고 상부는 수면 아래의 수중에 잠기는 다수개의 교각이 해저면에 간격을 두고 설치되며, 상기 교각의 상부에는 서로 연결하여 활주로를 포함한 해상구조물이 되는 다수개의 비행갑판 결합체를 착탈 가능하게 안착 설치하되, 이 비행갑판 결합체는 수면 위로 노출되게 설치되는 비행갑판과, 부력 조정에 의해 교각의 상부에 착탈 가능하게 안착 설치되는 푼툰과, 비행갑판과 푼툰의 사이에 결합 설치되는 다수의 지지기둥을 포함하며, 상기 푼툰은 부력을 가지도록 내부에 공간부를 형성하며 이 공간부에는 전후 길이방향 및 폭방향 으로 다수개의 횡격벽이 간격을 두고 설치되며, 각각의 횡격벽에 의해 분할 형성된 각각의 평형수챔버에는 평형수챔버로의 평형수를 흡입 및 배수시키는 배관이 설치되고, 상기 배관은 푼툰의 내부에 전후 길이방향으로 설치되는 평형수본관과, 각각의 평형수챔버에서 평형수본관으로부터 분기되며 밸브가 설치되는 평형수지관과, 지지기둥의 내부를 통하여 비행갑판에 구비되는 맨홀과 평형수본관 사이에 연결되는 비행갑판 연결배관으로 이루어지며, 상기 교각은 수개의 교각기둥이 서로 연결되어 형성되며, 교각기둥 중에 상하로 설치되는 교각기둥은 관형으로 형성되면서 하부에는 하방이 개방된 통형으로 형성되는 기초받침대와 통하고 상부는 도킹핀과 통하게 설치되며, 기초받침대에서부터 교각기둥 상단부에 석션호스와 체결하는 커넥터가 설치되며, 상기 지지기둥은 관형으로 형성되며, 지지기둥이 연결되는 푼툰과 비행갑판에는 통공이 형성되어 배수펌프와 연결되는 비행갑판 연결배관이 푼툰에서 지지기둥의 내부를 통하여 비행갑판의 내부로 삽입되고, 비행갑판 연결배관의 상단부는 비행갑판의 상면에 형성되는 맨홀 내부에 배치되게 설치되고, 상기 푼툰의 내부에는 평형수챔버에 물을 넣고 빼는 과정에서 물의 양이 변함에 따라 변하는 평형수챔버 내부의 변화되는 공기압력을 보상하는 공기관을 설치하되, 이 공기관은 각각의 평형수챔버의 내부공간을 통하여 각각의 평형수챔버와 통하는 지지기둥을 통하여 맨홀측으로 단부가 연결되는 구성이 포함되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 반부력 지지형 고정식 해상공항은, 교각이 수면 아래에 완전히 잠기도록 교각의 하단부를 해저면에 고정 설치하고, 교각의 상부에는 상측의 비행갑판과 하측의 푼툰(pontoon)이 다수개의 지지기둥에 의해 간격을 두고 결합되는 비행갑판 결합체를 착탈 가능하게 설치하되, 비행갑판은 수면 위로 노출되고 하측의 푼툰은 평형수의 주입량에 따라 교각 상부에 얹혀놓거나, 안전한 항구 내에 계류를 시키거나 외항에 앵커(Anchor) 계류 또는 안전한 수중에 가라앉혀 대피할 수 있도록 하여 설계기준 보다는 약한 파도가 높이가 10미터 내외만큼 높은 경우에도 그 파도들이 상부 비행갑판과 하부의 푼툰 사이에서 갑자기 수심이 얕아져 파고가 증가하고 파도주기가 짧아지며, 파도가 진행방향으로 무너져서 물의 흐름으로 변하는 쇄파효과로 인해 부서진 파도가 다수의 지지기둥 사이로 통과하여 비행갑판 결합체의 흔들림을 없게 하고, 설계기준 이상의 폭풍우가 예상될 때는 푼툰 내부의 평형수를 다시 배수시켜 비행갑판 결합체를 교각에서 분리시킨 뒤에 안전한 항구 내에 계류를 시키거나 외항에 앙카(Anchor)를 이용한 계류 또는 안전한 수중에 가라앉혀 대피해 폭풍우로 인하여 비행갑판 결합체가 손상되는 것을 예방할 수 있도록 하는 것을 통해 기존의 대피할 수 없어 설치 해역에서 발생 가능한 100~200년 기간 주기의 폭풍을 강도설계기준으로 정하는 통상의 고정식 해상구조물과는 다르게 설치 해역에서 발생 가능한 10년 기간 주기의 완화된 폭풍을 강도설계기준이 적용 가능하여 구조물의 경제적 설계가 가능한 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 반부력 지지형 고정식 해상공항의 설치상태도.
도 2는 도 1의 "A"부를 확대 도시한 도면.
도 3은 도 2의 B-B선 단면도.
도 4의 (가)(나)(다)는 본 발명에 따른 반부력 지지형 고정식 해상공항의 사용상태도.
도 5는 본 발명에 포함되는 푼툰에 평형수가 주입된 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 포함되는 푼툰을 나타내는 평면도.
도 7은 도 6의 C-C선 단면도.
도 8은 본 발명에 포함되는 비행갑판 결합체와 교각의 연결상태를 나타내는 단면도.

이하, 본 발명에 따른 반부력 지지형 고정식 해상공항에 대하여 첨부된 도면 도 1 내지 도 8을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 반부력 지지형 고정식 해상공항(반부력식 해상공항(100)이라고 약칭함)은, 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 하측의 기초받침대(11)는 해저면(1)에 고정 설치되고 상부는 수면(2) 아래의 수중(3)에 잠기는 다수개의 교각(10)이 해저면(1)에 간격을 두고 설치되며, 상기 교각(10)의 상부에는 서로 연결하여 활주로를 포함한 해상구조물이 되는 다수개의 비행갑판 결합체(40)를 착탈 가능하게 안착 설치한다.

상기 비행갑판 결합체(40)는 수면(2) 위로 노출되게 설치되는 비행갑판(30)과, 부력 조정에 의해 교각(10)의 상부에 착탈 가능하게 안착 설치되는 푼툰(20)과, 비행갑판(30)과 푼툰(20)의 사이에 결합 설치되는 다수의 지지기둥(36)을 포함한다.

상기 푼툰(20)은 도 4 내지 7에서 보는 바와 같이 부력을 가지도록 내부에 공간부를 형성하며 이 공간부에는 전후 길이방향으로 다수개의 횡격벽(21)이 간격을 두고 설치되고, 각각의 횡격벽(21)에 의해 분할 형성된 각각의 평형수챔버(22)에는 평형수챔버(22)로의 평형수(4)를 흡입 및 배수시키는 배관(41)이 각각 설치된다.

상기 배관(41)은 푼툰(20)의 내부에 전후 길이방향으로 설치되는 평형수본관(42)과, 각각의 평형수챔버(22)에서 평형수본관(42)으로부터 분기되며 밸브(43)가 설치되는 평형수지관(44)과, 지지기둥(36)의 내부를 통하여 비행갑판(30)에 구비되는 맨홀(35)과 평형수본관(42) 사이에 연결되는 비행갑판 연결배관(45)을 포함한다.

그리고, 도 1 및 도 5, 8에서 보는 바와 같이 상기 푼툰(20)의 저면에는 하방에 개방되며 내주면에 완충커버(24)가 설치되는 수개의 도킹소켓(23)이 형성되고, 교각(10)의 상측에는 도킹소켓(23)과 삽탈되는 도킹핀(13)이 상향 돌출되게 설치되며, 전후방으로 서로 인접하는 푼툰(20)들을 소정의 틈새를 두며 상측 비행갑판(30)은 통상의 교량에 적용되는 신축이음(미도시) 또는 연결볼트(33)로 연결된다.

상기 비행갑판(30)은 서로 인접한 비행갑판(30)의 사이에 완충패드(32)를 개재시킨 상태로 연결볼트(33)로 연결 설치하거나, 통상의 교량에 적용되는 신축이음에 의해 연결되며, 비행갑판(30)의 상하부체 사이에 길이 및 폭방향으로 종격벽(31)을 결합 설치하고, 각각의 종격벽(31)에는 작업자의 출입과 종격벽의 무게경감용 통공(34), 상부의 부재에 공기 소통용 통공, 하부의 부재에 물 흐름용 통공 및 배관이 관통하여 지나갈 수 있는 통공이 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 지지기둥(36)은 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이 관형으로 형성되며, 지지기둥(36)이 연결되는 푼툰(20)과 비행갑판(30)에는 통공이 형성되어 비행갑판 또는 바지선, 예인선에 설치된 배수펌프(미도시)와 연결되는 비행갑판 연결배관(45)이 푼툰(20)에서 지지기둥(36)의 내부를 통하여 비행갑판(30)의 내부로 삽입되고, 비행갑판 연결배관(45)의 상단부는 비행갑판(30)의 상면에 형성되는 맨홀(35) 내부에 배치되게 설치된다.

상기 푼툰(20)과 비행갑판(30) 사이에 복수열로 연결 설치되는 모든 지지기둥(36)의 내부에 비행갑판 연결배관(45) 설치되는 것이 아니고, 각각의 평형수챔버(22) 마다 연결 설치되는 1개의 지지기둥(36)에만 비행갑판 연결배관(45)을 설치하는 것이 바람직하며, 평형수챔버(22)에 물을 넣고 빼는 과정에서 물(평형수)의 양이 변함에 따라 변하는 평형수챔버 내부의 변화되는 공기압력을 보상하기 위해 공기관(46)을 각각 설치한다.

이때, 공기관(46)은 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이 각각의 평형수챔버(22)의 내부공간을 통하여 각각의 평형수챔버(22)와 통하는 지지기둥(36)을 통하여 맨홀(35)측으로 단부가 연결된다.

상기 교각(10)은 수개의 교각기둥(12)이 가로방향과 세로방향, 그리고 경사방향으로 연결되어 형성되며, 교각기둥(12)의 하부에는 해저면(1)에 고정 설치되는 기초받침대(11)를 설치하고, 교각기둥(12)의 상부에는 상기 푼툰(20)의 도킹소켓(23)에 끼워지는 도킹핀(13)이 상향 돌출되게 설치되며, 이 도킹핀(13)의 외부에는 완충커버(14)가 설치된다.

상기 기초받침대(11)는 해저면(1)에 말뚝형태로 박는 파일을 설치하거나, 또는 콘크리트 구조물을 설치할 수 있으며, 도 8에 도시된 실시예는 하방이 개방된 통형 석션버켓식으로 형성되며, 기초받침대(11)의 상부에 연결되는 교각기둥(12)과 도킹핀(13)의 내부가 서로 통하게 설치되고, 서로 통하는 통형 기초받침대(11)에서부터 교각기둥(12)과 도킹핀(13)의 내부 또는 교각기둥의 외부에는 상단부에 석션호스(16) 체결용 커넥터(15)가 설치되어 있다.

상기 커넥터(15)에는 수면위에 떠있는 예인선(미도시), 작업선(미도시), 바지선(미도시)에 비치된 펌프의 흡입호스와 석션호스(16)를 연결하여 기초받침대(11)의 하측에 있는 물과 토사를 흡입하여 외부로 배출되게 함으로써 하방이 개방된 석션버켓식 기초받침대(11)가 해저면(1)에 완전히 삽입되어 고정되게 한다.

위에서 설명한 비행갑판 결합체(40)는 다수개가 전후 길이방향으로 연결 설치되어 활주로를 비롯한 해상구조물이 되는데, 비행갑판 결합체(40) 1개의 길이는 요구되는 전체 활주로 길이를 조선소에서 건조 가능한 적절한 길이 단위로 분할되는 것이 바람직하다.

도면 부호중 미설명부호 "21a"는 종격벽이다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 작용관계를 도 1 내지 도 8을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 반부력식 해상공항(100)을 해상에 설치하고자 하는 경우에는 수면(2)으로부터 해저면(1) 까지의 깊이에 맞게 교각(10)을 제작하는데, 해저면(1)의 높이가 들쑥날쑥하므로 각각의 교각(10)은 설치하는 장소에 따라 수면(2)으로부터 해저면(1) 까지의 깊이에 맞게 별도로 제작해야 한다.

이렇게 제작된 각각의 교각(10)을 해당 설치장소로 하강시킨 뒤에 교각(10)의 하단부에 설치된 기초받침대(11)를 해저면(1)에 고정 설치하는데, 기초받침대(11)는 위에서 언급한 바와 같이 말뚝형태의 파일이나, 콘크리트 구조물을 설치할 수 있으나, 본 발명의 출원인은 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이 하방이 개방된 석션버켓을 기초받침대(11)로 설치하여 석션버켓식의 기초받침대(11)를 해저면(1)에 고정 설치한다.

위와 같은 석션버켓식의 기초받침대(11)를 해저면(1)에 고정 설치하고자 하는 경우에는 교각(10)의 상측에 상향 돌출된 도킹핀(13)의 삽입 또는 교각기둥의 외부에 있는 커넥터(15)와 수면위에 떠있는 예인선(미도시), 작업선(미도시), 바지선(미도시) 등에 구비된 펌프에 설치된 흡입호스(미도시)와 석션호스(16)를 연결한 뒤에 예인선, 작업선, 바지선 상의 펌프를 작동시키면, 펌프의 흡입력이 교각기둥(12)의 내측에 삽입 또는 외부에 배치되어 있으므로 하단부가 하방이 개방된 기초받침대(11)의 내부와 통하는 석션호스(16)에 작용하게 된다.

이때, 석션버켓식 기초받침대(11)의 개방된 하단부는 해저면(1)에 교각의 자체 중량에 의해 해저에 일부 박힌 상태이므로 기초받침대(11)의 개방된 하부가 해저면(1)에 막혀서 기초받침대(11)의 내부에는 물로 찬 공간이 형성되는데, 위에서와 같이 석션호스(16)를 통하여 흡입력이 작용하므로 해저면(1)의 내부공간에 갇힌 물이 석션호스(16)와 상측에 설치된 펌프와 연결된 호스를 통하여 외부로 배출되면서 하방이 개방된 석션버켓식의 기초받침대(11)는 스스로 완전히 해저면(1)에 삽입되어 교각(10)의 기초를 할 수 있게 된다.

위와 같은 작업 방식으로 다수개의 교각(10)을 정해진 위치에 고정 설치한 뒤에는 도 4에서 보는 바와 같이 교각(10)의 상부에 비행갑판 결합체(40)를 안착 설치하는데, 비행갑판 결합체(40)에 포함되는 푼툰(20)은 부력을 가지는 형태로 구성된 것임에 따라 도 4의 (가)와 같이 푼툰(20)이 수면(2)위에 떠있게 된다.

이 상태에서 도 8 및 도 4의 (가)에서와 같이 푼툰(20)의 도킹소켓(23)과 교각(10) 상측의 도킹핀(13)이 서로 끼워질 수 있는 위치로 비행갑판 결합체(40)를 이동시킨 뒤에, 푼툰(20)의 내부로 평형수(4)를 유입시키면 푼툰(20) 자체의 무게가 무거워지면서 푼툰(20)을 포함한 비행갑판 결합체(40)가 수중(3)으로 가라앉으면서 도킹핀(13)에 푼툰(20)의 저면에 하방이 개방되게 형성된 도킹소켓(23)이 끼워져 도 4의 (나)와 같이 푼툰(20)은 물속에 잠기고 비행갑판(30)은 수면(2) 상측으로 노출되게 설치된다.

이와 같이 비행갑판 결합체(40)를 푼툰(20)의 상측에 안착 설치했을 때, 서로 끼워지는 도킹핀(13)과 도킹소켓(23)에는 도 8에서와 같이 완충을 위한 완충커버(14,27)가 각각 설치되어서 도킹핀(13)과 도킹소켓(23)의 손상을 예방하게 된다.

이렇게 비행갑판(30)은 수면(2) 상측으로 노출되고 푼툰(20)은 교각(10)의 상측에 안착되게 비행갑판 결합체(40)가 설치된 뒤에, 모든 비행갑판을 서로 연결하면 비행갑판(30) 위로 도 3과 같이 비행기(5)가 이착륙할 수 있게 된다.

그리고, 파도가 치는 수면(2) 위에 비행갑판(30)이 간격을 두고 설치되고, 파도가 치는 수면에는 주로 원기둥이나 원통형으로 형성되는 다수개의 지지기둥(36)이 위치하고 있으므로 파도의 높이가 7미터 내외만큼 높은 경우에도 그 파도들이 상부 비행갑판과 하부의 푼툰 사이에서 갑자기 수심이 얕아져 파고가 증가하고 파도주기가 짧아지며, 파도가 진행방향으로 무너져서 물의 흐름으로 변하는 쇄파효과로 인해 부서진 파도가 부딪치는 면적과 저항이 크지 않아 비행갑판 결합체(40)의 흔들림이나 손상을 예방할 수 있게 된다.

이는 본 발명에 의한 반부력식 해상공항(100)이 대형이므로 초속 60㎧ 정도의 태풍이나 폭풍에도 견딜 수 있는 크기로 제작 설계되어서 다수의 원통형 지지기둥(36)에 10미터 내외의 파도가 부딪쳐도 비행갑판 결합체(40)는 흔들리지 않는데, 일예로는 대형 항공모함이 거센 폭풍우에도 견디는 것을 들 수가 있는 것이다.

이와 같은 상황에서 매우 큰 폭풍우를 포함한 해일 등이 몰아치는 것이 일기예보 등의 수단에 의해 알려지는 경우에는, 폭풍우가 몰아치기 전에 미리 도 4의 (다)와 같이 비행갑판 결합체(40)를 푼툰(20)에 형성되어 있는 도킹소켓(23)과 교각기둥(12)의 상부에 형성되어 있는 도킹핀(23)에 의해 교각(10)에서부터 분리시킨 뒤에 안전한 항구 내에 계류를 시키거나, 외항에 앙카(Anchor)를 이용한 계류 또는 안전한 수중에 가라앉혀 안전하게 대피시킴으로써 비행갑판 결합체(40)의 손상을 예방할 수 있는 것이다.

상기 비행갑판 결합체(40)를 물속으로 가라앉히고자 할 경우에는 먼저, 다수개가 길이방향으로 연결된 비행갑판 결합체(40)를 모두 분리시키는데, 이때는 도 1에서 보는 바와 같이 비행갑판(30)의 측방에 형성된 통공(34)을 통하여 연결볼트(33)가 연결된 부분으로 작업자가 들어가서 연결볼트(33)를 분리시킨다.

그 다음에 서로 분리된 푼툰(20)의 내부에 담겨진 평형수(4)를 펌프(미도시)에 의해 푼툰(20)의 외부로 배출시키면, 도 4의 (가) 및 도 8에서와 같이 푼툰(20)은 부력에 의해 수면(2) 위로 떠오르면서 푼툰(20)에 형성된 도킹소켓(23)과 교각(10)의 도킹핀(13)의 끼움 상태가 해제된다.

이때, 푼툰(20)의 상부에는 비행갑판(30)이 지지기둥(36)에 의해 결합 설치되어 비행갑판 결합체(40)로 구성됨에 따라 이러한 비행갑판 결합체(40)가 교각(10)에서 분리되게 되며, 이렇게 교각(10)에서 분리되는 비행갑판 결합체(40)가 교각(10)에 걸리지 않게 교각(10) 옆으로 이동시킨 뒤에, 그 비행갑판 결합체(40)의 하부에 설치된 푼툰(20)의 내부로 평형수(4)를 주입시키면, 푼툰(20)을 포함한 비행갑판 결합체(40)의 전체적인 무게가 무거워지면서 도 4의 (다)와 같이 비행갑판 결합체(40)가 물속으로 가라앉게 되는 것이다.

위에서 비행갑판 결합체(40)를 물속으로 가라앉힐 때, 연결볼트(33)를 분리하여 길이방향으로 연결된 다수개의 비행갑판 결합체(40)를 서로 분리시킨 뒤에, 분리된 각각의 비행갑판 결합체(40) 하측의 푼툰(20)에서 평형수(4)를 배출하는 것으로 설명하였으나, 그렇게 하지 않고 다수개의 비행갑판 결합체(40)가 길이방향으로 활주로 형태로 연결되어 있으면서 교각(10)의 상부에 얹힌 상태에서 평형수(4)를 먼저 빼내어 활주로 형태의 비행갑판 결합체(40) 전체가 수면(2) 위로 떠오르게 한 상태에서 그들을 각각 분리할 수도 있는 것이다.

상기 푼툰(20)으로 평형수(4)를 주입시키는 것은 도 8에서 보는 바와 같이 작업선, 예인선, 바지선 또는 비행갑판의 상부에 배치된 흡입펌프(미도시)의 작용에 의해 바닷물을 푼툰(20)의 내부로 주입시킬 수 있는 것이며, 센서를 포함한 공지된 평형수 주입시스템에 의해 설정된 양의 평형수(4)를 목적한 바대로 주입시킬 수 있는 것이다.

이와 반대로 푼툰(20)의 내부에 담겨진 평형수(4)를 외부로 배출시키고자 하는 경우에는 비행갑판(30)의 상면에 설치된 맨홀(35)의 맨홀뚜껑을 열고 맨홀(35) 작업선, 예인선, 바지선 또는 비행갑판의 상부에 배치된 배수펌프 조작스위치를 조작시킴에 따라 배수펌프(미도시)가 동작하면서 푼툰(20)의 내부에 담겨진 평형수(4)를 비행갑판 연결배관(45)을 통하여 비행갑판(30) 상부를 통해 외부로 배수시킬 수 있는 것이다.

또한, 도 7 및 도 8에서보는 바와 같이 평형수 배관(41)의 각각의 밸브(43)를 개방한 상태에서 공기관(46)을 통하여 작용하는 수압보다 높은 압력의 공기를 가하면 압력 차이로 인하여 평형수 배관(41)을 통하여 물을 배출 할 수도 있으며, 배수펌프와 동조하여 사용하면 배수 능률을 높일 수 있다.

그리고, 도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이 푼툰(20)의 내부에는 다수개의 횡격벽(21)이 간격을 두고 설치되어서 푼툰(20)의 내측에는 다수개의 평형수챔버(22)가 길이 및 폭 방향으로 설치되어 있다.

이와 같은 상태에서 교각(10)이 받치고 있는 부분은 평형수(4)를 많이 주입하고 교각(10)에서 멀어질수록 평형수(4)의 주입량을 적게 하여 길이가 긴 비행갑판 결합체(40)에 작용하는 전단력, 굽힘모우먼트 및 처짐을 최소화할 수 있게 하는데, 이는 해상에 설치되는 비행갑판 결합체(40)의 길이와 무게, 구조, 해상여건, 운용 예정인 항공기의 착륙중량, 교각간의 거리 및 설계에 적용되는 풍속, 파고 등을 감안하여 구성한 제어장치를 이용하여 평형수(4)를 주입함을 밝혀둔다.

1 : 해저면 2 : 수면 3 : 수중
4 : 평형수 5 : 비행기 10 : 교각
11 : 기초받침대 12 : 교각기둥 13 : 도킹핀
14 : 완충커버 15 : 커넥터 16 : 석션호스
20 : 푼툰 21 : 횡격벽 22 : 평형수챔버
23 : 도킹소켓 24 : 완충커버 30 : 비행갑판
31 : 종격벽 32 : 완충패드 33 : 연결볼트
34 : 통공 35 : 맨홀 36 : 지지기둥
40 : 비행갑판 결합체 41 : 밸브 42 : 평형수본관
43 : 밸브 44 : 평형수지관 45 : 비행갑판 연결배관
46 : 공기관 100 : 반부력식 해상공항

Claims (7)

1. 하측의 기초받침대(11)는 해저면(1)에 고정 설치되고 상부는 수면(2) 아래의 수중(3)에 잠기는 다수개의 교각(10)이 해저면(1)에 간격을 두고 설치되며,
   상기 교각(10)의 상부에는 서로 연결하여 활주로를 포함한 해상구조물이 되는 다수개의 비행갑판 결합체(40)를 착탈 가능하게 안착 설치하되, 이 비행갑판 결합체(40)는 수면(2) 위로 노출되게 설치되는 비행갑판(30)과, 부력 조정에 의해 교각(10)의 상부에 착탈 가능하게 안착 설치되는 푼툰(20)과, 비행갑판(30)과 푼툰(20)의 사이에 결합 설치되는 다수의 지지기둥(36)을 포함하며,
   상기 푼툰(20)은 부력을 가지도록 내부에 공간부를 형성하며 이 공간부에는 전후 길이방향 및 폭방향 으로 다수개의 횡격벽(21)이 간격을 두고 설치되며, 각각의 횡격벽(21)에 의해 분할 형성된 각각의 평형수챔버(22)에는 평형수챔버(22)로의 평형수(4)를 흡입 및 배수시키는 배관(41)이 설치되고,
   상기 배관(41)은 푼툰(20)의 내부에 전후 길이방향으로 설치되는 평형수본관(42)과, 각각의 평형수챔버(22)에서 평형수본관(42)으로부터 분기되며 밸브(43)가 설치되는 평형수지관(44)과, 지지기둥(36)의 내부를 통하여 비행갑판(30)에 구비되는 맨홀(35)과 평형수본관(42) 사이에 연결되는 비행갑판 연결배관(45)으로 이루어지며,
   상기 교각(10)은 수개의 교각기둥(12)이 서로 연결되어 형성되며, 교각기둥(12) 중에 상하로 설치되는 교각기둥(12)은 관형으로 형성되면서 하부에는 하방이 개방된 통형으로 형성되는 기초받침대(11)와 통하고 상부는 도킹핀(13)과 통하게 설치되며, 기초받침대(11)에서부터 교각기둥(12) 상단부에 석션호스(16)와 체결하는 커넥터(15)가 설치되며,
   상기 지지기둥(36)은 관형으로 형성되며, 지지기둥(36)이 연결되는 푼툰(20)과 비행갑판(30)에는 통공이 형성되어 배수펌프와 연결되는 비행갑판 연결배관(45)이 푼툰(20)에서 지지기둥(36)의 내부를 통하여 비행갑판(30)의 내부로 삽입되고, 비행갑판 연결배관(45)의 상단부는 비행갑판(30)의 상면에 형성되는 맨홀(35) 내부에 배치되게 설치되고,
   상기 푼툰(20)의 내부에는 평형수챔버(22)에 물을 넣고 빼는 과정에서 물의 양이 변함에 따라 변하는 평형수챔버 내부의 변화되는 공기압력을 보상하는 공기관(46)을 설치하되, 이 공기관(46)은 각각의 평형수챔버(22)의 내부공간을 통하여 각각의 평형수챔버(22)와 통하는 지지기둥(36)을 통하여 맨홀(35)측으로 단부가 연결되는 구성이 포함되는 것을 특징으로 하는 반부력 지지형 고정식 해상공항.
2. 제 1항에 있어서, 상기 푼툰(20)의 저면에는 하방이 개방되는 수개의 도킹소켓(23)이 형성되고, 교각(10)의 상측에는 도킹소켓(23)에 삽탈되는 도킹핀(13)이 상향 돌출되게 설치되는 구성이 포함되는 것을 특징으로 하는 반부력 지지형 고정식 해상공항.
3. 삭제
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 교각(10)이 받치고 있는 부분은 평형수(4)를 많이 주입하고 교각(10)에서 멀어질수록 평형수(4)의 주입량을 적게 하여 길이가 긴 비행갑판 결합체(40)에 작용하는 전단력, 굽힘모우먼트 및 처짐을 최소화 할 수 있는 것을 특징으로 하는 반부력 지지형 고정식 해상공항.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 2항에 있어서, 상기 도킹소켓(23)의 내주면에 완충커버(24)가 설치되고, 도킹핀(13)의 외부에 완충커버(14)가 설치되는 구성이 포함되는 것을 특징으로 하는 반부력 지지형 고정식 해상공항.

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